KR101209503B1 - Apparatus and method for controlling temperature of semiconductor wafer - Google Patents
Apparatus and method for controlling temperature of semiconductor wafer Download PDFInfo
- Publication number
- KR101209503B1 KR101209503B1 KR1020117004953A KR20117004953A KR101209503B1 KR 101209503 B1 KR101209503 B1 KR 101209503B1 KR 1020117004953 A KR1020117004953 A KR 1020117004953A KR 20117004953 A KR20117004953 A KR 20117004953A KR 101209503 B1 KR101209503 B1 KR 101209503B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- temperature
- semiconductor wafer
- region
- front surface
- target temperature
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 136
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 28
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 112
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 35
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims description 224
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 38
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 26
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 claims description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 104
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 104
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 104
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 33
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- RVZRBWKZFJCCIB-UHFFFAOYSA-N perfluorotributylamine Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)N(C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F RVZRBWKZFJCCIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67248—Temperature monitoring
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
- H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
본 발명은, 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼의 베이스 온도를 고속으로 목표 온도로 상승시키거나 목표 온도까지 하강시키거나 함으로써, 반도체 디바이스의 제조 시간을 단축시키도록 하고, 또한 반도체 웨이퍼의 면 내의 온도 분포를, 양호한 정밀도로 원하는 온도 분포로(면 내를 균일하게 하거나, 면 내의 온도 분포를 각 부에서 상이하게 하거나) 함으로써, 반도체 디바이스를 고품질로 제조할 수 있도록 하여, 보다 에너지 효율이 우수하고, 장치를 간단하고 용이하게 구성할 수 있도록 한 것이다. 제어 수단은, 반도체 웨이퍼의 온도를 상승시켜 목표 온도로 제어하는 경우에는, 고온조(高溫槽) 내의 목표 온도보다 높은 온도의 고온 순환액이 스테이지 내의 유로에 공급되도록 전환하여, 반도체 웨이퍼의 온도가 목표 온도와 일치되게 하여 반도체 웨이퍼의 면 내의 온도 분포가 원하는 온도 분포로 되도록 복수의 영역마다의 열전(熱電) 소자를 제어한다.The present invention shortens the manufacturing time of a semiconductor device by raising the base temperature of a semiconductor wafer such as a silicon wafer to a target temperature at a high speed or to a target temperature at high speed, and further reduces the in-plane temperature distribution of the semiconductor wafer. By making the desired temperature distribution with good precision (evening in-plane or varying in-plane temperature distribution at each part), it is possible to manufacture a semiconductor device with high quality, so that the energy efficiency is more excellent, It is intended to be simple and easy to configure. When the control means raises the temperature of the semiconductor wafer to control the target temperature, the control means switches so that the high temperature circulating fluid having a temperature higher than the target temperature in the high temperature bath is supplied to the flow path in the stage, so that the temperature of the semiconductor wafer is increased. The thermoelectric element for each of a plurality of regions is controlled so as to match the target temperature so that the in-plane temperature distribution of the semiconductor wafer becomes a desired temperature distribution.
Description
본 발명은, 반도체 웨이퍼의 온도 제어 장치 및 온도 제어 방법에 관한 것이며, 특히 드라이 프로세스, 즉 건식 공정 등, 스테이지 상에 탑재된 반도체 웨이퍼의 온도를 목표 온도로 제어하고, 또한 반도체 웨이퍼의 면 내의 온도 분포를 원하는 온도 분포로 제어하는데 사용하기에 바람직한, 반도체 웨이퍼의 온도 제어 장치 및 온도 제어 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼에 처리를 행하는 공정에는, 실리콘 웨이퍼의 온도를 목표 온도로 제어하고, 또한 실리콘 웨이퍼(또는 실리콘 웨이퍼 상의 퇴적물)의 면 내의 온도 분포를 원하는 온도 분포로 제어하지 않으면 안되는 공정이 있다. 예를 들면, 건식 공정 시에는, 실리콘 웨이퍼(또는 실리콘 웨이퍼의 퇴적층)의 면을 진공 챔버 내에서 균일하게 플라즈마로 에칭할 필요가 있다. 이를 위해서는, 실리콘 웨이퍼의 면 내의 온도 분포가 균일하게 되도록 제어하지 않으면 안된다. 그러나, 에칭 처리 중인 반응 생성물이 에칭면에 재부착되어 에칭 레이트가 저하되는 경우가 있다. 반응 생성물은 실리콘 웨이퍼면의 외주부보다 내주부에 많아지는 분포로 되기 쉽다. 그러므로, 플라즈마 에칭 중인 실리콘 웨이퍼의 온도는, 면 내에서 균일하게 되도록 제어하지만, 반응 생성물의 생성에 따라 반응 생성물의 분포를 상쇄하도록 실리콘 웨이퍼의 면 내의 외주부와 내주부에서 온도가 상이하게 되도록 온도 분포를 조정할 것이 요구된다. 즉, 외란(外亂)이 없어지도록 실리콘 웨이퍼의 면 내의 온도 분포를 양호한 정밀도로 조정할 것이 요구된다. 또한, 실리콘 웨이퍼의 면 내의 온도 분포를, 양호한 정밀도로 원하는 온도 분포로(면 내를 균일하게 하거나, 면 내의 온도 분포를 각 부에서 상이하게 하거나) 하는 것이, 반도체 디바이스의 품질을 고품질로 하는 데 있어서, 요구되고 있다.In the process of processing a semiconductor wafer such as a silicon wafer, a process in which the temperature of the silicon wafer is controlled to a target temperature, and the temperature distribution in the plane of the silicon wafer (or the deposit on the silicon wafer) must be controlled to a desired temperature distribution. have. For example, in the dry process, it is necessary to uniformly etch the surface of the silicon wafer (or the deposition layer of the silicon wafer) with the plasma in the vacuum chamber. For this purpose, the temperature distribution in the surface of the silicon wafer must be controlled to be uniform. However, the reaction product in the etching process may be reattached to the etching surface and the etching rate may decrease. The reaction product tends to be distributed more in the inner circumference than in the outer circumference of the silicon wafer surface. Therefore, the temperature of the silicon wafer under plasma etching is controlled to be uniform in plane, but the temperature distribution such that the temperature is different at the outer and inner periphery of the surface of the silicon wafer so as to cancel the distribution of the reaction product as the reaction product is produced. It is required to adjust. In other words, it is required to adjust the temperature distribution in the plane of the silicon wafer with good accuracy so that disturbances are eliminated. In addition, it is possible to make the quality of a semiconductor device high quality by making the in-plane temperature distribution of a silicon wafer into the desired temperature distribution with good precision (evening in-plane or making in-plane temperature distribution in each part) high quality. It is required.
또한, 실리콘 웨이퍼에 재질이 상이한 막을 에칭하기 위해, 현재는, 별개의 온도로 제어된 챔버에서 에칭을 행하고 있지만, 동일 챔버에서 상이한 막을 에칭하기 위해서는, 실리콘 웨이퍼의 전체의 베이스 온도를 막마다의 목표 온도까지 상승시키거나 목표 온도까지 하강시키거나 하는 제어를 행할 필요가 있다.In addition, in order to etch a film of different materials on a silicon wafer, etching is currently performed in a chamber controlled at a different temperature, but in order to etch a different film in the same chamber, the target base temperature of the entire silicon wafer is set for each film. It is necessary to perform the control of raising the temperature or decreasing the temperature to the target temperature.
따라서, 이와 같은 프로세스 실행 시에는, 실리콘 웨이퍼의 베이스 온도를 고속으로 목표 온도로 상승시키거나 목표 온도까지 하강시키거나 하는 것이, 반도체 디바이스 제조 시간을 단축하기 위해, 요구되고 있다.Therefore, at the time of performing such a process, it is required to raise the base temperature of the silicon wafer to the target temperature at a high speed or to the target temperature in order to shorten the manufacturing time of the semiconductor device.
실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼를 스테이지 상에 탑재하여 온도 조절하는 장치에 관한 종래 기술은, 예를 들면, 다음과 같이 된다.The prior art regarding the apparatus which mounts a semiconductor wafer, such as a silicon wafer, on a stage and adjusts temperature is as follows, for example.
(특허 문헌 1에 기재된 종래 기술)(The prior art described in patent document 1)
특허 문헌 1에는, 스테이지 내에 설치된 열전(熱電) 소자를 작동시켜, 스테이지 상에 탑재된 실리콘 웨이퍼의 면 내의 온도 분포를 균일하게 하거나, 면 내의 온도가 내주부와 외주부에서 온도 분포가 상이하게 되도록 제어하는 발명이 기재되어 있다.In
(특허 문헌 2에 기재된 종래 기술)(The prior art described in patent document 2)
특허 문헌 2에는, 스테이지 내의 각각의 유로(流路)에 상이한 온도의 순환액을 공급함으로써, 스테이지 상에 탑재된 실리콘 웨이퍼의 면 내의 온도 분포를 균일하게 하거나, 면 내의 온도가 내주부와 외주부에서 온도 분포가 상이하게 되도록 제어하는 발명이 기재되어 있다.In Patent Document 2, by supplying a circulating liquid having a different temperature to each flow path in the stage, the temperature distribution in the surface of the silicon wafer mounted on the stage is made uniform, or the temperature in the surface is increased in the inner circumference and the outer circumference. An invention is described which controls the temperature distribution to be different.
(특허 문헌 3에 기재된 종래 기술)(The prior art described in patent document 3)
특허 문헌 3에는, 스테이지 내의 유로에 저온의 순환액 또는 고온의 순환액을 선택적으로 공급함으로써, 실리콘 웨이퍼의 베이스 온도를 저온의 목표 온도 또는 고온의 목표 온도로 제어하는 발명이 기재되어 있다.
(종래의 실시 기술)(Conventional implementation technology)
스테이지 내에 가열용의 히터와 유로를 설치하고, 또한 냉각용의 순환액이 저류(貯留)된 저온조(低溫槽)를 스테이지 밖에 설치하고, 스테이지 상의 실리콘 웨이퍼를 가열할 때는, 유로에 저온조로부터 저온 순환액을 공급하면서 히터에 전력을 공급하고, 스테이지 상의 실리콘 웨이퍼를 냉각시킬 때는, 히터에 공급되는 전력을 오프로 하여 유로(流路)에 저온조로부터 저온 순환액을 공급하는 제어가 행해진다.When a heater and a flow path for heating are provided in the stage, and a low temperature tank in which the circulating fluid for cooling is stored outside the stage, and the silicon wafer on the stage is heated, When the electric power is supplied to the heater while the low temperature circulating fluid is supplied, and the silicon wafer on the stage is cooled, the control to turn off the power supplied to the heater to supply the low temperature circulating fluid from the low temperature tank to the flow path is performed. .
상기 특허 문헌 1에 기재된 발명에 의하면, 적어도 스테이지 상에 탑재된 실리콘 웨이퍼의 면 내의 온도 분포를 균일하게 하거나, 면 내의 온도가 내주부와 외주부에서 온도 분포가 상이하게 되도록 제어할 수 있다. 그러나, 스테이지 내에 설치된 열전 소자만으로는, 고속으로, 실리콘 웨이퍼의 베이스 온도를 목표 온도로 상승시키거나 목표 온도까지 하강시키거나 할 수는 없다.According to the invention described in
마찬가지로, 특허 문헌 2에 기재된 발명에 의하면, 적어도 스테이지 상에 탑재된 실리콘 웨이퍼의 면 내의 온도 분포를 균일하게 하거나, 면 내의 온도가 내주부와 외주부에서 온도 분포가 상이하게 되도록 제어할 수 있다. 그러나, 스테이지 내의 각각의 유로에 상이한 온도의 순환액을 공급하는 것만으로는, 양호한 정밀도로 원하는 온도 분포로 조정할 수 없다. 또한, 고속으로, 실리콘 웨이퍼의 베이스 온도를 목표 온도로 상승시키거나 목표 온도까지 하강시키거나 하는 것은 불가능하다.Similarly, according to the invention described in Patent Document 2, at least the temperature distribution in the plane of the silicon wafer mounted on the stage can be made uniform, or the temperature in the plane can be controlled so that the temperature distribution is different at the inner and outer circumferences. However, only by supplying circulating fluid of different temperature to each flow path in a stage, it cannot adjust to desired temperature distribution with favorable precision. In addition, at a high speed, it is impossible to raise the base temperature of the silicon wafer to the target temperature or to lower it to the target temperature.
또한, 특허 문헌 3에 기재된 발명에 의하면, 적어도 실리콘 웨이퍼의 베이스 온도를 저온의 목표 온도 또는 고온의 목표 온도로 제어할 수 있다. 그러나, 스테이지 내의 유로에 저온의 순환액 또는 고온의 순환액을 선택적으로 공급하는 것만으로는, 임의의 목표 온도로 되도록 고속으로 조정할 수는 없다. 또한, 실리콘 웨이퍼의 면 내의 온도 분포를, 양호한 정밀도로 원하는 온도 분포로 하는 것은 불가능하다.Further, according to the invention described in
전술한 종래 실시 기술에 의하면, 적어도 실리콘 웨이퍼의 베이스 온도를 저온의 목표 온도 또는 고온의 목표 온도로 제어할 수 있다. 그러나, 히터에 의한 가열과 저온의 순환액과의 조합에 의해서는, 임의의 목표 온도로 고속으로 변경할 수는 없다. 또한, 실리콘 웨이퍼의 면 내의 온도 분포를, 양호한 정밀도로 원하는 온도 분포로 하는 것은 불가능하다. 또한, 저온의 순환액을 유로에 공급하면서 히터에 의한 가열을 행하므로, 히터 및 저온조[칠러(chiller)]의 용량을 크게 할 필요가 있어, 장치 비용이 커지는 동시에, 열에너지가 낭비되어, 에너지 효율이 좋지 않다.According to the above-described conventional technique, at least the base temperature of the silicon wafer can be controlled to a low temperature target temperature or a high temperature target temperature. However, the combination of the heating by the heater and the low temperature circulating fluid cannot be changed at any target temperature at high speed. In addition, it is impossible to make temperature distribution in surface of a silicon wafer into desired temperature distribution with favorable precision. In addition, since heating is performed by a heater while supplying a low-temperature circulating fluid to the flow path, it is necessary to increase the capacity of the heater and the low temperature tank (chiller), and the apparatus cost increases, and thermal energy is wasted and energy is consumed. The efficiency is not good.
본 발명은, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼의 베이스 온도를 고속으로 목표 온도로 상승시키거나 목표 온도까지 하강시키거나 함으로써, 반도체 디바이스의 제조 시간을 단축시키도록 하고, 또한 반도체 웨이퍼의 면 내의 온도 분포를, 양호한 정밀도로 원하는 온도 분포로(면 내를 균일하게 하거나, 면 내의 온도 분포를 각 부에서 상이하게 하거나) 함으로써, 반도체 디바이스를 고품질로 제조할 수 있도록 하고, 또한 에너지 효율 이 우수하고, 장치를 간단하고 용이하게 구성할 수 있도록 하는 것을 해결 과제로 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and shortens the manufacturing time of a semiconductor device by raising the base temperature of a semiconductor wafer such as a silicon wafer to a target temperature at a high speed or lowering it to a target temperature. In addition, the semiconductor device can be manufactured with high quality by making the in-plane temperature distribution of the semiconductor wafer into the desired temperature distribution with good precision (evening the in-plane or making the in-plane temperature distribution at each part), In addition, it is a problem to be excellent in energy efficiency and to make it easy and easy to configure a device.
그래서, 제1 발명은, So, the first invention,
스테이지 상에 탑재된 반도체 웨이퍼의 온도를 목표 온도로 제어하고, 또한 반도체 웨이퍼의 면 내의 온도 분포를 원하는 온도 분포로 제어하는 반도체 웨이퍼의 온도 제어 장치에 있어서, In the temperature control apparatus of the semiconductor wafer which controls the temperature of the semiconductor wafer mounted on the stage to a target temperature, and controls the in-plane temperature distribution of a semiconductor wafer to a desired temperature distribution,
순환액이 목표 온도보다 저온으로 유지되어 저류되는 저온조; A low temperature bath in which the circulating fluid is kept lower than the target temperature and stored;
순환액이 목표 온도보다 고온으로 유지되어 저류되는 고온조;A high temperature tank in which the circulating fluid is kept at a higher temperature than the target temperature and stored;
스테이지 내의 각 부에 형성되고, 독립적으로 온도 조정이 가능한 복수의 영역으로서, 각각에 열전 소자가 배치된 복수의 영역; A plurality of regions formed in each portion within the stage and independently adjustable in temperature, the plurality of regions each having a thermoelectric element disposed therein;
스테이지 내에 형성되고, 순환액이 흐르는 스테이지 내의 유로;A flow path formed in the stage and flowing in the circulating fluid;
저온조 내의 저온 순환액과 고온조 내의 고온 순환액을 선택적으로 전환하여 스테이지 내의 유로에 공급하는 전환 수단;Switching means for selectively switching the low temperature circulating liquid in the low temperature tank and the high temperature circulating liquid in the high temperature tank to supply to the flow path in the stage;
반도체 웨이퍼의 온도를 상승시켜 목표 온도로 제어하는 경우에는, 고온조 내의 고온 순환액이 스테이지 내의 유로에 공급되도록 전환하여, 반도체 웨이퍼의 온도가 목표 온도와 일치되게 하여 반도체 웨이퍼의 면 내의 온도 분포가 원하는 온도 분포로 되도록 열전 소자를 제어하고, 또한 반도체 웨이퍼의 온도를 하강시켜 목표 온도로 제어하는 경우에는, 저온조 내의 저온 순환액이 스테이지 내의 유로에 공급되도록 전환하여, 반도체 웨이퍼의 온도가 목표 온도와 일치되게 하여 반도체 웨이퍼의 면 내의 온도 분포가 원하는 온도 분포로 되도록 열전 소자를 제어하는 제어 수단In the case where the temperature of the semiconductor wafer is raised and controlled at the target temperature, the hot circulating fluid in the high temperature bath is switched to be supplied to the flow path in the stage, so that the temperature of the semiconductor wafer is consistent with the target temperature so that the temperature distribution in the plane of the semiconductor wafer is increased. When the thermoelectric element is controlled to have a desired temperature distribution, and the temperature of the semiconductor wafer is lowered to control the target temperature, the low temperature circulating fluid in the low temperature bath is switched to be supplied to the flow path in the stage, so that the temperature of the semiconductor wafer is at the target temperature. Control means for controlling the thermoelectric element so that the in-plane temperature distribution of the semiconductor wafer becomes a desired temperature distribution in accordance with
을 포함하는 것을 특징으로 한다.And a control unit.
제2 발명은, 제1 발명에 있어서, 2nd invention is 1st invention,
복수의 영역 각각에는, 또한 히터가 배치되고, In each of the plurality of regions, a heater is further disposed,
제어 수단은, The control means,
반도체 웨이퍼의 온도를 상승시켜 목표 온도로 제어하는 경우에는, 고온조 내의 고온 순환액이 스테이지 내의 유로에 공급되도록 전환하여, 반도체 웨이퍼의 온도가 목표 온도와 일치되게 하여 반도체 웨이퍼의 면 내의 온도 분포가 원하는 온도 분포로 되도록 열전 소자 및 히터를 제어하고, 또한 반도체 웨이퍼의 온도를 하강시켜 목표 온도로 제어하는 경우에는, 저온조 내의 저온 순환액이 스테이지 내의 유로에 공급되도록 전환하여, 반도체 웨이퍼의 온도가 목표 온도와 일치되게 하여 반도체 웨이퍼의 면 내의 온도 분포가 원하는 온도 분포로 되도록 열전 소자 및 히터를 제어하는 것을 특징으로 한다.In the case where the temperature of the semiconductor wafer is raised and controlled at the target temperature, the hot circulating fluid in the high temperature bath is switched to be supplied to the flow path in the stage, so that the temperature of the semiconductor wafer is consistent with the target temperature so that the temperature distribution in the plane of the semiconductor wafer is increased. In the case of controlling the thermoelectric element and the heater so as to have a desired temperature distribution, and controlling the target temperature by lowering the temperature of the semiconductor wafer, the low temperature circulating fluid in the low temperature bath is switched to be supplied to the flow path in the stage so that the temperature of the semiconductor wafer is increased. The thermoelectric element and the heater are controlled so as to match the target temperature so that the in-plane temperature distribution of the semiconductor wafer becomes a desired temperature distribution.
제3 발명은, 제1 발명 또는 제2 발명에 있어서, In 3rd invention, in 1st invention or 2nd invention,
각각의 영역에는, 온도 센서가 배치되어 있고, 온도 센서의 검출 온도에 따라 영역의 온도를 제어하는 것을 특징으로 한다.In each region, a temperature sensor is arranged, and the temperature of the region is controlled in accordance with the detected temperature of the temperature sensor.
제4 발명은, According to a fourth aspect of the present invention,
스테이지 상에 탑재된 반도체 웨이퍼의 온도를 목표 온도로 제어하고, 또한 반도체 웨이퍼의 면 내의 온도 분포를 원하는 온도 분포로 제어하는 반도체 웨이퍼의 온도 제어 방법에 있어서, In the temperature control method of the semiconductor wafer which controls the temperature of the semiconductor wafer mounted on the stage to a target temperature, and controls the in-plane temperature distribution of a semiconductor wafer to a desired temperature distribution,
반도체 웨이퍼의 온도를 상승시켜 목표 온도로 제어하는 경우에는, 고온 순환액이 스테이지 내의 유로에 공급되도록 전환하여, 반도체 웨이퍼의 온도가 목표 온도와 일치되게 하여 반도체 웨이퍼의 면 내의 온도 분포가 원하는 온도 분포로 되도록 열전 소자를 제어하고, In the case of controlling the target temperature by raising the temperature of the semiconductor wafer, the hot circulating fluid is switched to be supplied to the flow path in the stage so that the temperature of the semiconductor wafer matches the target temperature so that the temperature distribution in the plane of the semiconductor wafer has a desired temperature distribution. Control the thermoelectric element so that
반도체 웨이퍼의 온도를 하강시켜 목표 온도로 제어하는 경우에는, 저온 순환액이 스테이지 내의 유로에 공급되도록 전환하여, 반도체 웨이퍼의 온도가 목표 온도와 일치되게 하여 반도체 웨이퍼의 면 내의 온도 분포가 원하는 온도 분포로 되도록 열전 소자를 제어하는 것을 특징으로 한다.In the case where the temperature of the semiconductor wafer is lowered and controlled at the target temperature, the low temperature circulating fluid is switched to be supplied to the flow path in the stage so that the temperature of the semiconductor wafer matches the target temperature so that the temperature distribution in the surface of the semiconductor wafer is desired. The thermoelectric element is controlled to be
제5 발명은, 제4 발명에 있어서, In a fourth invention, in a fourth invention,
반도체 웨이퍼의 온도를 상승시켜 목표 온도로 제어하는 경우에는, 고온 순환액이 스테이지 내의 유로에 공급되도록 전환하여, 반도체 웨이퍼의 온도가 목표 온도와 일치되게 하여 반도체 웨이퍼의 면 내의 온도 분포가 원하는 온도 분포로 되도록 열전 소자 및 히터를 제어하고, In the case of controlling the target temperature by raising the temperature of the semiconductor wafer, the hot circulating fluid is switched to be supplied to the flow path in the stage so that the temperature of the semiconductor wafer matches the target temperature so that the temperature distribution in the plane of the semiconductor wafer has a desired temperature distribution. To control the thermoelectric element and the heater so that
반도체 웨이퍼의 온도를 하강시켜 목표 온도로 제어하는 경우에는, 저온 순환액이 스테이지 내의 유로에 공급되도록 전환하여, 반도체 웨이퍼의 온도가 목표 온도와 일치되게 하여 반도체 웨이퍼의 면 내의 온도 분포가 원하는 온도 분포로 되도록 열전 소자 및 히터를 제어하는 것을 특징으로 한다.In the case where the temperature of the semiconductor wafer is lowered and controlled at the target temperature, the low temperature circulating fluid is switched to be supplied to the flow path in the stage so that the temperature of the semiconductor wafer matches the target temperature so that the temperature distribution in the surface of the semiconductor wafer is desired. It characterized by controlling the thermoelectric element and the heater to be.
제6 발명은, 제1 발명에 있어서, In the sixth invention, in the first invention,
복수의 영역은, 반도체 웨이퍼를 동심원형의 선에 의해 분할된 4개의 영역으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The plurality of regions are characterized by consisting of four regions where the semiconductor wafer is divided by concentric circular lines.
제7 발명은, 제6 발명에 있어서, 7th invention is a sixth invention,
제어 수단은, The control means,
4개의 영역 중 최외주의 영역의 열전 소자를 발열 작용하게 하도록 동작시켜, 상기 최외주 영역에 대하여 내측에서 인접하는 영역과 상기 영역에 보다 내측에서 인접하는 영역의 열전 소자를 흡열(吸熱) 작용하게 하도록 동작시키는 것을 특징으로 한다.Operating the thermoelectric element in the outermost region of the four regions to generate heat, and endothermic to the thermoelectric element in the region adjacent to the innermost region and the region adjacent to the region more inwardly to the outermost region. To operate.
제8 발명은, 제6 발명에 있어서, In 8th invention, in 6th invention,
제어 수단은, The control means,
4개의 영역 중 최외주(最外周)의 영역과 상기 최외주 영역에 내측에서 인접하는 영역의 열전 소자를 흡열 작용하게 하도록 동작시켜, 상기 최외주 영역에 내측에서 인접하는 영역에 보다 내측에서 인접하는 영역의 열전 소자를 발열 작용하게 하도록 동작시키는 것을 특징으로 한다.The thermoelectric element of the outermost region and the outermost region among the four regions is operated so as to endothermic action so that the innermost region is adjacent to the region adjacent to the outermost region. The thermoelectric element in the region is operated to cause heat generation.
제9 발명은, 제4 발명에 있어서, In the ninth invention, in the fourth invention,
복수의 영역은, 반도체 웨이퍼를 동심원형의 선에 의해 분할된 4개의 영역으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The plurality of regions are characterized by consisting of four regions where the semiconductor wafer is divided by concentric circular lines.
제10 발명은, 제9 발명에 있어서, In the ninth invention, in the ninth invention,
4개의 영역 중 최외주의 영역의 열전 소자를 발열 작용하게 하도록 동작시켜, 상기 최외주 영역에 대하여 내측에서 인접하는 영역과 상기 영역에 보다 내측에서 인접하는 영역의 열전 소자를 흡열 작용하게 하도록 동작시키는 것을 특징으로 한다.Operating the thermoelectric elements in the outermost region of the four regions to generate heat, and thereby causing the thermoelectric elements in the region adjacent inward to the outermost region and the region adjacent inward to the region to endothermic; It is characterized by.
제11 발명은, 제9 발명에 있어서, In the ninth invention, in the ninth invention,
4개의 영역 중 최외주의 영역과 상기 최외주 영역에 내측에서 인접하는 영역의 열전 소자를 흡열 작용하게 하도록 동작시켜, 상기 최외주 영역에 내측에서 인접하는 영역에 보다 내측에서 인접하는 영역의 열전 소자를 발열 작용하게 하도록 동작시키는 것을 특징으로 한다.A thermoelectric element of the outermost region and the outermost region among the four regions is operated so as to endothermic action, so that the thermoelectric element of the region closer to the inner side of the region adjacent to the outermost region on the inner side It characterized in that it is operated to cause the exothermic action.
상기와 같이, 제1 발명, 제4 발명에서는, 스테이지 내로 고온 순환액, 저온 순환액을 공급하는 것에 더하여, 열전 소자에 의한 가열, 흡열을 병용함으로써, 반도체 웨이퍼의 온도를 목표 온도와 일치시키는 제어, 반도체 웨이퍼의 면 내의 온도 분포를 원하는 온도 분포로 하는 제어가 행해진다.As described above, in the first invention and the fourth invention, in addition to supplying the high temperature circulating liquid and the low temperature circulating liquid into the stage, the control of matching the temperature of the semiconductor wafer with the target temperature by using a combination of heating and endothermic by the thermoelectric element. The control which makes temperature distribution in surface of a semiconductor wafer into a desired temperature distribution is performed.
제2 발명, 제5 발명에서는, 스테이지 내로 고온 순환액, 저온 순환액을 공급하는 것에 더하여, 열전 소자에 의한 흡열(또는 열전 소자에 의한 흡열 및 가열)과, 히터에 의한 가열을 병용함으로써, 반도체 웨이퍼의 온도를 목표 온도와 일치시키는 제어, 반도체 웨이퍼의 면 내의 온도 분포를 원하는 온도 분포로 하는 제어가 행해진다.In 2nd invention and 5th invention, in addition to supplying a high temperature circulating liquid and a low temperature circulating liquid to a stage, the semiconductor is combined with the heat absorption (or heat absorption and heating by a thermoelectric element) by a thermoelectric element, and heating by a heater together. Control of matching the temperature of the wafer with the target temperature and controlling the temperature distribution in the plane of the semiconductor wafer to a desired temperature distribution are performed.
제6 발명~제11 발명에서는, 복수의 영역은, 반도체 웨이퍼를 동심원형의 선에 의해 분할된 4개의 영역으로 이루어지고, 이들 4개 영역의 열전 소자를 독립적으로 제어함으로써, 반도체 웨이퍼의 면 내의 온도를 원하는 면 내의 온도 분포로 하는 제어가 행해진다.In 6th invention-11th invention, several area | region consists of four area | regions which divided the semiconductor wafer by the concentric circular line, and controls the thermoelectric elements of these four area | regions independently, and in-plane of a semiconductor wafer is carried out. Control is performed in which the temperature is a temperature distribution within a desired surface.
본 발명에 의하면, 고온 순환액, 저온 순환액을 스테이지 내에 공급하여 반도체 웨이퍼의 온도를 제어하도록 하고 있으므로, 고속으로 반도체 웨이퍼의 베이스 온도를 상승 또는 하강시키는 것이 가능해져, 반도체 디바이스의 제조 시간을 단축할 수 있다.According to the present invention, since the high temperature circulating liquid and the low temperature circulating liquid are supplied to the stage to control the temperature of the semiconductor wafer, it is possible to raise or lower the base temperature of the semiconductor wafer at high speed, thereby shortening the manufacturing time of the semiconductor device. can do.
본 발명에 의하면, 스테이지 내로 고온 순환액, 저온 순환액을 공급하는 것에 더하여, 열전 소자에 의한 가열, 흡열을 병용함으로써(제2 발명, 제5 발명의 경우에는, 또한 히터에 의한 가열을 병용함으로써), 반도체 웨이퍼의 온도를 목표 온도와 일치시키는 제어, 반도체 웨이퍼의 면 내의 온도 분포를 원하는 온도 분포로 하는 제어를 행하도록 했으므로, 스테이지의 영역 각 부를 정밀하고 고속으로 임의의 온도로 미세 조정할 수 있다. 그러므로, 반도체 웨이퍼의 면 내의 온도 분포를, 양호한 정밀도로 원하는 온도 분포로(면 내를 균일하게 하거나, 면 내의 온도 분포를 각 부에서 상이하게 하거나) 할 수 있다. 이로써, 반도체 디바이스를 고품질로 제조 가능하게 된다.According to the present invention, in addition to supplying a high temperature circulating liquid and a low temperature circulating liquid into the stage, by using a combination of heating and endothermic by the thermoelectric element (in the case of the second invention and the fifth invention, the heating by a heater is used together) ), The control of matching the temperature of the semiconductor wafer to the target temperature and the control of the temperature distribution in the plane of the semiconductor wafer to a desired temperature distribution can be performed. . Therefore, the in-plane temperature distribution of the semiconductor wafer can be made to have a desired temperature distribution (with uniform in-plane or different in-plane temperature distribution at each part) with good accuracy. As a result, the semiconductor device can be manufactured with high quality.
또한, 열전 소자의 가열 능력 및 냉각 능력(제2 발명, 제5 발명의 경우에는, 또한 히터에 의한 가열 능력)이 칠러의 가열 능력 및 냉각 능력에 부가되어 가열 및 냉각이 행해지므로, 칠러의 용량을 작게 할 수 있어, 장치를 간단하고 용이하게 구성할 수 있다.In addition, the heating capacity and cooling capacity of the thermoelectric element (in the case of the second invention and the fifth invention, the heating capacity by the heater) is added to the heating capacity and the cooling capacity of the chiller, so that heating and cooling are performed, thus the capacity of the chiller Can be made small, and the apparatus can be configured simply and easily.
또한, 반도체 웨이퍼를 동심원형의 선에 의해 4개의 영역으로 분할하고, 이들 4개 영역의 열전 소자를 독립적으로 제어하도록 했으므로, 반도체 웨이퍼의 면 내의 온도를 매우 양호한 정밀도로 원하는 면 내의 온도 분포로 할 수 있다(제6 발명~제11 발명).In addition, since the semiconductor wafer is divided into four regions by concentric circular lines and the thermoelectric elements of these four regions are controlled independently, the temperature in the surface of the semiconductor wafer can be adjusted to the desired in-plane temperature distribution with very good accuracy. It can be (6th invention-11th invention).
도 1은 실시 형태의 온도 조절 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 실시 형태의 처리 수순을 나타낸 플로우차트이다.
도 3은 실리콘 웨이퍼의 온도 분포를 나타낸 도면이다.
도 4의 (a), 도 4의 (b)는, 단면(斷面) 방향으로부터 본 스테이지에 매립된 열전 소자 및 히터를 나타낸 도면이며, 도 4의 (c), 도 4의 (d)는 스테이지 위쪽으로부터 본 영역 배치를 나타낸 도면이다.
도 5는 스테이지를 4개의 영역으로 분할한 구성의 장치의 실시예를 나타낸 도로, 도 5의 (a)는, 스테이지를 상면으로부터 본 도면, 도 5의 (b)는 스테이지의 단면을 나타낸 도면이다.
도 6의 (a), (b), (c), (d)는, 실리콘 웨이퍼의 면 내의 온도 분포를 원하는 온도 분포로 하는 제어를 설명하는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the structure of the thermostat of embodiment.
2 is a flowchart showing a processing procedure of the embodiment.
3 is a diagram illustrating a temperature distribution of a silicon wafer.
4A and 4B are views showing thermoelectric elements and heaters embedded in the stage viewed from the cross-sectional direction, and FIGS. 4C and 4D are views. It is a figure which showed the area arrangement | viewed from the upper stage.
FIG. 5 is a road showing an embodiment of an apparatus in which the stage is divided into four regions, FIG. 5A is a view of the stage viewed from above, and FIG. 5B is a diagram showing a cross section of the stage. .
6 (a), 6 (b), 6 (c) and 6 (d) are diagrams for explaining control for setting an in-plane temperature distribution of a silicon wafer to a desired temperature distribution.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 관한 반도체 웨이퍼의 온도 조절 장치의 실시 형태에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, with reference to drawings, embodiment of the temperature control apparatus of the semiconductor wafer which concerns on this invention is described.
도 1은 실시 형태의 온도 조절 장치(100)의 구성을 나타내고 있다.1 shows a configuration of the
실시 형태의 온도 조절 장치(100)는, 스테이지(30) 상에 탑재된 실리콘 웨이퍼(1)의 온도를 목표 온도로 제어하고, 또한 실리콘 웨이퍼(1)의 면 내의 온도 분포를 원하는 온도 분포로 제어하기 위한 장치이다. 이 온도 조절 장치(100)는, 예를 들면, 건식 공정에 사용된다.The
온도 조절 장치(100)는, 크게는, 스테이지(30)와 칠러 장치(3)로 구성되어 있다.The
스테이지(30)와 칠러 장치(3)와의 사이에는, 유로(51, 52)가 접속되어 있다.The
스테이지(30)는, 진공 챔버(4) 내에 배치되어 있다.The
스테이지(30) 상에는, 반도체 웨이퍼, 예를 들면, 실리콘 웨이퍼(1)가 탑재된다. 실리콘 웨이퍼(1)는, 정전기(靜電氣)에 의해 스테이지(30) 상에 유지된다. 단, 스테이지(30)와 실리콘 웨이퍼(1)와의 사이의 열전달의 효율을 높이기 위해 스테이지(30)와 실리콘 웨이퍼(1) 사이에 헬륨 가스를 흐르게 해도 된다.On the
건식 공정 시에는, 진공 챔버(4) 내는 진공 흡인되어 있고, 소정의 저압으로 유지된다.At the time of a dry process, the inside of the vacuum chamber 4 is vacuum- suctioned and is maintained at predetermined low pressure.
스테이지(30) 내에는, 스테이지(30) 상에 탑재된 실리콘 웨이퍼(1)의 면 내의 온도 분포를 조정 가능하게 복수 개의 열전 소자(32) 및 히터(33)가 배치되어 있다.In the
도 4의 (a), (b)는, 스테이지(30)의 단면도(斷面圖)이며, 스테이지(30)의 단면에서의 열전 소자(32) 및 히터(33)의 2종류의 실시예를 나타낸다.4 (a) and 4 (b) are cross-sectional views of the
도 4의 (a)에서는, 열전 소자(32)의 위쪽에 히터(33)가 배치되고, 또한 그 위쪽에 실리콘 웨이퍼(1)를 대치하는 플레이트가 배치되어 있다. 플레이트 내에는, 온도 센서(230)가 배치되어 있다.In FIG. 4A, a
도 4의 (b)에서는, 스테이지(30)의 주위 방향으로 열전 소자(32)가 배치되고, 또한 주위 방향으로 히터(33)가 배치되어 있다. 열전 소자(32)와 히터(33)는, 스테이지(30)의 반경 방향을 따라 서로 인접하도록 배열되어 있다. 열전 소자(32)와 히터(33)의 상부에는, 실리콘 웨이퍼(1)를 탑재하는 플레이트가 배치되어 있다. 플레이트 내에는, 온도 센서(230)가 배치되어 있다.In FIG. 4B, the
이들 2가지 실시예에서는, 스테이지(30) 내의 각 부에, 독립적으로 온도 조정이 가능한 복수의 영역을 형성하고 있다. 복수의 영역 각각에는 열전 소자(32)와 히터(33)와 온도 센서(230)가 배치되어 있다.In these two embodiments, each part in the
도 4의 (c), (d)는, 스테이지(30)를 상면으로부터 본 도면이다. 도 4의 (c)는, 스테이지(30)를 3분할하여, 각각의 영역(131, 132, 133)마다, 열전 소자(32), 히터(33), 온도 센서(230)를 배치한 경우를 예시하고 있다. 도 4의 (d)는, 스테이지(30)를 5분할하여, 각각의 영역(131, 132, 133, 134, 135)마다, 열전 소자(32), 히터(33), 온도 센서(230)를 배치한 경우를 예시하고 있다. 그리고, 도 4의 (c), (d)에서는, 사선부(斜線部) 이외의 열전 소자(32)의 도시를 생략하고 있다.FIG.4 (c), (d) is the figure which looked at the
열전 소자(32)에 통전하면, 그 통전 방향을 따라 상기 열전 소자(32)에 대응하는 스테이지면에서 흡열 작용 또는 발열 작용이 행해진다. 즉, 각 열전 소자(32)는, 스테이지(30)의 각각의 영역을 개별적으로 온도 조정할 수 있다. 따라서, 각 열전 소자(32)에 대한 통전을 조정하여 각 열전 소자(32)의 흡열 작용 및 발열 작용을 제어함으로써, 스테이지(30) 상의 실리콘 웨이퍼(1)의 면 내에 원하는 온도 구배(句配)를 부여할 수 있어, 실리콘 웨이퍼(1)의 면 내의 온도 분포를 원하는 온도 분포로 할 수 있다.When the
또한, 각각의 영역(131, 132, 133…)에는 가열용 히터(33)를 설치하고 있고, 가열은 히터(33)로도 행할 수 있도록 되어 있다. 가열을 행하는 경우에는, 히터(33)를 단독 동작시켜도 되고, 히터(33)를 동작시키는 것에 더하여, 열전 소자(32)를 발열 작용하게 하도록 동작시켜도 된다.In each of the
도 1로 되돌아와 설명한다.It returns to FIG. 1 and demonstrates.
스테이지(30) 내에는, 후술하는 고온 순환액(12), 저온 순환액(22)이 흐르는 스테이지 내의 유로(31)가 형성되어 있다. 여기서, 고온 순환액(12), 저온 순환액(22)에는, 온도 조정용의 열전달 매체로서의 유체, 예를 들면, 에틸렌글리콜과 물의 혼합물이 사용된다. 예를 들면, 상품명으로서 갈덴(galden), 플루오리너트(fluorinert)라는 것을 사용할 수 있다.In the
칠러 장치(3)는, 고온 칠러(10)와, 저온 칠러(20)와, 전환 수단으로서의 전환 밸브(61, 62)와, 메인 펌프(70)와, 각각의 유로(51, 52, 53)로 구성되어 있다.The
고온 칠러(10)는, 고온조(11)와, 열교환기(13)와, 열교환용의 펌프(14)를 포함하여 구성된다. 펌프(14)는, 열교환기(13)와, 고온조(11)와의 사이에서 고온 순환액(12)을 순환시킨다. 열교환기(13)와 펌프(14)는, 제어 수단으로서의 컨트롤러(40)에 의해 제어된다. 컨트롤러(40)는, 고온조(11) 내의 고온 순환액(12)이 항상 소정의 일정한 고온도 T3, 예를 들면, 80℃로 되도록 열교환기(13)와 펌프(14)를 제어한다. 이 온도 T3는, 실리콘 웨이퍼(1)의 목표 온도 T2보다 고온(T3>T2)으로 설정된다. 이로써, 고온조(11)에는, 목표 온도 T2보다 고온 T3로 유지된 고온 순환액(12)이 저류된다.The
여기서, 실리콘 웨이퍼(1)의 목표 온도 T2는 면 내 분포가 있는 경우에는, 그 평균 온도를 나타낸다. 예를 들면, 실리콘 웨이퍼의 외주 부분의 영역의 온도의 목표값 T2_OUT과 중앙 부분의 영역의 온도의 목표값 T2_Center가 존재하는 경우에는 그 평균값이 목표 온도 T2로 된다.Here, when there exists in-plane distribution, the target temperature T2 of the
한편, 저온 칠러(20)는, 저온조(21)와, 열교환기(23)와, 열교환용의 펌프(24)를 포함하여 구성된다. 펌프(24)는, 열교환기(23)와, 저온조(21)와의 사이에서 저온 순환액(22)을 순환시킨다. 열교환기(23)와 펌프(24)는, 제어 수단으로서의 컨트롤러(40)에 의해 제어된다. 컨트롤러(40)는, 저온조(21) 내의 저온 순환액(22)이 항상 소정의 일정한 저온 도 T1(<T3), 예를 들면 ?10℃로 되도록 열교환기(23)와 펌프(24)를 제어한다. 이 온도 T1은, 실리콘 웨이퍼(1)의 목표 온도 T2보다 저온(T1<T2)의 온도로 설정된다. 이로써, 저온조(21)에는, 목표 온도 T2보다 저온 T1으로 유지된 저온 순환액(22)이 저류된다.On the other hand, the
고온 칠러(10)의 가열 능력 및 저온 칠러(20)의 냉각 능력은, 스테이지(30)에 매립된 열전 소자(32)의 가열 능력[또는 히터(33)의 가열 능력] 및 냉각 능력보다 높게 설정되어 있다.The heating capacity of the
전환 수단으로서의 전환 밸브(61, 62)는, 저온조(21) 내의 저온 순환액(22)과 고온조(11) 내의 고온 순환액(12)을 선택적으로 전환하여 스테이지 내의 유로(31)에 공급하는 것이다.The switching
즉, 메인 펌프(70)의 토출구(70a)는, 유로(53)를 통하여 전환 밸브(61)의 입구(61a)와 연통되어 있다. 전환 밸브(61)의 각 출구(61b, 61c)는 각각, 고온조(11)의 입구(11a), 저온조(21)의 입구(21a)와 연통되어 있다. 고온조(11)의 출구(11b), 저온조(21)의 출구(21b)는 각각, 전환 밸브(62)의 각 입구(62a, 62b)와 연통되어 있다. 전환 밸브(62)의 출구(62c)는, 유로(51)를 통하여 스테이지 내의 유로(31)와 연통되어 있다. 스테이지 내의 유로(31)는, 유로(52)를 통하여 메인 펌프(70)의 흡입구(70b)와 연통되어 있다.That is, the
고온조(11) 내의 고온 순환액(12)을 선택하여 순환시킬 때는, 전환 밸브(61)의 입구(61a)로부터 한쪽의 출구(61b)에 대한 흐름이 생겨, 전환 밸브(62)의 한쪽의 입구(62a)로부터 출구(62c)에 대한 흐름이 발생하도록 각각의 전환 밸브(61, 62)가 전환된다. 이로써, 고온조(11) 내의 고온 순환액(12)이 유로(51)를 통하여 스테이지 내의 유로(31)에 공급되고, 유로(52), 메인 펌프(70), 유로(53)를 거쳐 다시 고온조(11)로 되돌려져, 각각의 유로(51, 31, 52, 53) 내를 순환한다.When the high
이에 대하여, 저온조(21) 내의 저온 순환액(22)을 선택하여 순환시킬 때는, 전환 밸브(61)의 입구(61a)로부터 다른 쪽의 출구(61c)에 대한 흐름이 생겨, 전환 밸브(62)의 다른 쪽의 입구(62b)로부터 출구(62c)에 대한 흐름이 발생하도록 각각의 전환 밸브(61, 62)가 전환된다. 이로써, 저온조(21) 내의 저온 순환액(22)이 유로(51)를 통하여 스테이지 내의 유로(31)에 공급되고, 유로(52), 메인 펌프(70), 유로(53)를 거쳐 다시 저온조(21)로 되돌려져, 각각의 유로(51, 31, 52, 53) 내를 순환한다.On the other hand, when selecting and circulating the low
제어 수단으로서의 컨트롤러(40)는, 실리콘 웨이퍼(1)의 온도를 상승시켜 목표 온도 T2로 제어하는 경우에는, 고온조(11) 내의 고온 순환액(12)이 스테이지(30) 내의 유로(31)에 공급되도록 전환하여, 실리콘 웨이퍼(1)의 온도가 목표 온도 T2와 일치되게 하여 실리콘 웨이퍼(1)의 면 내의 온도 분포가 원하는 온도 분포로 되도록 각 열전 소자(32)[또는 각 열전 소자(32) 및 각 히터(33)]를 제어한다. 또한, 실리콘 웨이퍼(1)의 온도를 하강시켜 목표 온도 T2로 제어하는 경우에는, 저온조(21) 내의 저온 순환액(22)이 스테이지(30) 내의 유로(31)에 공급되도록 전환하여, 실리콘 웨이퍼(1)의 온도가 목표 온도 T2와 일치되게 하여 실리콘 웨이퍼(1)의 면 내의 온도 분포가 원하는 온도 분포로 되도록 각 열전 소자(32)[각 열전 소자(32) 및 히터(33)]를 제어한다.When the
이하에서는, 열전 소자(32)에 의한 냉각과 열전 소자(32)에 의한 가열 또는 히터(33)에 의한 가열이 행해지는 것으로 하여 설명한다.Hereinafter, the cooling by the
먼저, 최초에, 히터(33)를 동작시키지 않고 열전 소자(32)에 의한 냉각과 가열만으로 제어하는 경우에 대하여 설명한다.First, the case where control is performed only by cooling and heating by the
이하, 도 2에 나타낸 플로우차트를 참조하여 설명한다. 이하에서는, 온도의 부호에 대하여, T1<T2<T3로 되는 관계가 성립하는 것로 하여 설명한다.Hereinafter, a description will be given with reference to the flowchart shown in FIG. In the following, the relation of T1 < T2 < T3 is established with respect to the sign of temperature.
도 2에 나타낸 바와 같이, 컨트롤러(40)에서는, 실리콘 웨이퍼(1)의 고온의 목표 온도 T2 또는 저온의 목표 온도 T2가 설정된다. 여기서, 목표 온도 T2는, 복수의 영역(131, 132, 133…)이 존재하는 경우에는 전체 영역(131, 132, 133…)의 평균값이다(단계 101). 다음에, 현재의 각각의 영역(131, 132, 133…)에 배치된 각각의 온도 센서(230)의 평균 온도 T0가 검출된다. T0는, 실리콘 웨이퍼(1)의 온도의 평균값을 나타낸다.As shown in FIG. 2, in the
검출 온도 T0와 목표 온도 T2[복수의 영역(131, 132, 133…)이 존재하는 경우에는 전체 영역(131, 132, 133…)의 평균값]를 대비하여 실리콘 웨이퍼(1)의 온도를 상승시킬 것인지 하강시킬 것인지의 여부가 판단된다(단계 102).The temperature of the
이 결과, 실리콘 웨이퍼(1)의 온도를 상승시켜 고온의 목표 온도 T2로 제어하는 것으로 판단된 경우에는(단계 102의 판단 「승온(昇溫)」), 전환 밸브(61)의 입구(61a)로부터 한쪽의 출구(61b)에 대한 흐름이 생겨, 전환 밸브(62)의 한쪽의 입구(62a)로부터 출구(621c)에 대한 흐름이 발생하도록 각각의 전환 밸브(61, 62)가 전환된다. 이로써, 고온조(11) 내의 고온 순환액(12)이 스테이지(30) 내의 유로(31)에 공급된다. 이와 동시에, 스테이지(30) 내의 각 부에 매립된 복수 개의 열전 소자(32)에 통전하여 스테이지(30)의 상면에서 발열 작용이 행해지도록 제어한다(단계 103). 이로써, 스테이지(30)의 상면이 신속히 가열되어, 실리콘 웨이퍼(1)가 신속히 온도가 상승하고, 안정값까지 온도가 상승한다(단계 105). 목표 온도 T2와 현재 온도 T0와 차 T2-T0가 안정폭(예를 들면, 1℃) 내로 들어갔을 경우[T2-T0<안정폭(1℃)에는(단계 105의 판단 YES)], 열전 소자(32)가 흡열 작용을 행하도록 전환 오버슈트(overshoot)를 방지한다(단계 107). 즉, 스테이지(30)의 상면이 일정 온도 이상으로 되면, 실리콘 웨이퍼(1)의 온도가 목표 온도 T2를 넘지 않도록, 복수 개의 열전 소자(32…)에 역방향의 전류를 통전한다. 이로써, 스테이지(30)의 상면에서 흡열 작용이 행해지고, 스테이지(30)의 상면이 냉각되어 실리콘 웨이퍼(1)의 온도가 목표 온도 T2를 넘지 않도록 온도의 조정이 행해진다(단계 107).As a result, when it is judged that the temperature of the
이후, 실리콘 웨이퍼(1)의 온도가 목표 온도 T2와 일치하도록, 복수 개의 열전 소자(32)에 통전하여 스테이지(30)의 상면에서 흡열 작용 내지는 발열 작용이 행해지도록 제어한다. 이로써, 스테이지(30)의 상면이 냉각 내지는 가열되고, 실리콘 웨이퍼(1)의 온도가 목표 온도 T2로 유지된다.Thereafter, the temperature of the
안정 시에는 에너지 소비를 적게 하기 위해, 설정 온도 T2가 T1 또는 T3 중 어느 쪽에 가까운지의 판단(T2-T1>T3-T2)을 행하고(단계 109), 그에 따라 밸브를 개폐하고, 가열(단계 110) 내지는 냉각(단계 111)을 행한다.At the time of stabilization, in order to reduce energy consumption, determination (T2-T1> T3-T2) of the set temperature T2 close to T1 or T3 is performed (step 109), thereby opening and closing the valve and heating (
컨트롤러(40)는, 복수의 영역(131, 132, 133…)의 열전 소자(32)에 전류를 통전할 때, 목표 온도 T2와 중앙 부분의 영역의 목표 온도 T2_Center를 비교하고(단계 112), 각 열전 소자(32)에 통전되는 전류의 방향 및 크기를 적절하게 조정하여, 스테이지(30) 상의 실리콘 웨이퍼(1)의 면 내에 원하는 온도 구배를 부여하여, 실리콘 웨이퍼(1)의 면 내의 온도 분포를 원하는 온도 분포로 한다.When the
즉, 중앙 부분의 영역의 목표 온도 T2_Center가, 목표 평균 온도 T2보다 낮은지의 여부를 판단하여(단계 112), 낮은 경우에는, 중앙의 영역[도 4의 (c)]의 경우에는 영역(133), 도 4의 (d)의 경우에는 영역(135)]에 대해서는 열전 소자(32)에 의해 냉각을 행하고, 외주의 영역[도 4의 (c)의 경우에는 영역(131, 132), 도 4의 (d)의 경우에는 영역(131, 132, 133, 134)]에 대해서는 열전 소자(32)에 의해 가열을 행한다(단계 113).That is, it is judged whether or not the target temperature T2_Center of the region of the center portion is lower than the target average temperature T2 (step 112). If the target temperature is low, the
또한, 중앙 부분의 영역의 목표 온도 T2_Center가, 목표 평균 온도 T2보다 낮은지의 여부를 판단하고(단계 112), 높은 경우에는, 중앙의 영역은 열전 소자(32)에 의해 가열을 행하고, 외주의 영역은 열전 소자(32)에 의해 냉각을 행한다(단계 114).In addition, it is determined whether or not the target temperature T2_Center of the region of the center portion is lower than the target average temperature T2 (step 112). When the target temperature is high, the center region is heated by the
이상과 같이 하여, 실리콘 웨이퍼(1)의 베이스 온도가 신속히 목표 온도 T2까지 상승되어 실리콘 웨이퍼(1)의 면 내의 온도 분포가 원하는 온도 분포로 된다. 이 경우, 원하는 온도 분포란, 중앙 부분의 영역의 온도가 외주 부분의 영역의 온도보다 낮아지는 온도 분포이다.As described above, the base temperature of the
이에 대하여, 실리콘 웨이퍼(1)의 온도를 하강시켜 저온의 목표 온도 T2로 제어하는 것으로 판단된 경우에는(단계 102의 판단 「강온(降溫)」), 전환 밸브(61)의 입구(61a)로부터 다른 쪽의 출구(61c)에 대한 흐름이 생겨, 전환 밸브(62)의 다른 쪽의 입구(62b)로부터 출구(62c)에 대한 흐름이 발생하도록 각각의 전환 밸브(61, 62)가 전환된다. 이로써, 저온조(21) 내의 저온 순환액(22)이 스테이지(30) 내의 유로(31)에 공급된다. 이와 동시에, 스테이지(30) 내의 각 부에 매립된 복수 개의 열전 소자(32…)에 통전하여 스테이지(30)의 상면에서 흡열 작용이 행해지도록 제어한다(단계 104). 이로써, 스테이지(30)의 상면이 신속히 냉각되어 실리콘 웨이퍼(1)가 신속히 강온, 즉 온도가 낮아져, 안정값까지 강온된다(단계 106). 목표 온도 T2와 현재 온도 T0와 차 T2-T0가 안정폭(예를 들면, 1℃) 내로 들어갔을 경우[T2-T0<안정폭(1℃)]에는(단계 106)의 판단 YES), 열전 소자(32)가 발열 작용하도록 전환 오버슈트를 방지한다(단계 108). 즉, 스테이지(30)의 상면이 일정 온도 이하로 되면, 실리콘 웨이퍼(1)의 온도가 목표 온도 T2를 하회하지 않도록, 복수 개의 열전 소자(32…)에 역방향의 전류를 통전한다. 이로써, 스테이지(30)의 상면에서 발열 작용이 행해지고, 스테이지(30)의 상면이 가열되고, 실리콘 웨이퍼(1)의 온도가 목표 온도 T2를 하회하지 않도록 온도 조정이 행해진다(단계 108).On the other hand, when it is judged that the temperature of the
이후, 단계 109 내지 단계 114에서는, 전술한 바와 동일한 처리가 행해진다.Thereafter, in
이상은, 히터(33)를 동작시키지 않고 열전 소자(32)에 의한 냉각과 가열만으로 제어하는 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 열전 소자(32)를 발열 작용하게 하는 대신에 히터(33)를 동작시켜도 된다. 이 경우, 도 2의 단계 103, 단계 108, 단계 113, 단계 114에 있어서, 열전 소자(32)가 발열 작용하는 대신에 히터(33)가 동작하여, 대응하는 영역이 가열된다.In the above, the case where control is performed only by cooling and heating by the
또한, 열전 소자(32)에 의한 가열과 히터(33)에 의한 가열을 병용해도 된다. 이 경우, 도 2의 단계 103, 단계 108, 단계 113, 단계 114에 있어서, 열전 소자(32)가 발열 작용하고, 히터(33)가 동작하여, 대응하는 영역이 가열된다.In addition, the heating by the
그리고, 전술한 제어에 있어서, 히터(33)를 동작시키지 않고 열전 소자(32)만으로 가열 및 냉각을 행하는 경우에는, 각각의 영역(131, 132, 133…)에 배치될 히터(33)의 배치 그 자체를 생략할 수 있다.In the above-described control, when heating and cooling are performed only by the
다음에, 도 5, 도 6을 참조하여, 스테이지(30)를 4개의 영역으로 분할한 구성의 장치의 실시예에 대하여 설명한다.Next, with reference to FIG. 5, FIG. 6, the Example of the apparatus of the structure which divided | segmented the
도 5의 (a)는, 스테이지(30)를 상면으로부터 본 도면으로서, 도 5의 (b)는 스테이지(30)의 단면(斷面)을 나타낸 도면이다. 그리고, 도 5의 (a)에 있어서는 실리콘 웨이퍼(반도체 웨이퍼)(1)의 도시를 생략하고 있다.FIG. 5: (a) is the figure which looked at the
도 5에 나타낸 바와 같이, 스테이지(30)는, 실리콘 웨이퍼(1)가 탑재되는 천정판(34)과, 고온 순환액(12), 저온 순환액(22)이 흐르는 스테이지 내의 유로(31)가 형성된 수냉판(35)과, 천정판(34)과 수냉판(35)에 협지된 열전 소자(32)군으로 이루어진다. 그리고, 고온 순환액(12), 저온 순환액(22)는, 예를 들면, 브라인(brine;상품명)을 사용할 수 있다.As shown in FIG. 5, the
열전 소자(32)군은, 실리콘 웨이퍼(1)를 동심원형의 선에 의해 4개의 영역(131, 132, 133, 134)으로 분할되어 있다. 영역(131)은, 실리콘 웨이퍼(1)의 가장 외주에 상당하는 최외주 영역이며, 영역(132)은, 최외주 영역(131)에 내측에서 인접하는 영역이며, 영역(133)은, 영역(132)에 보다 내측에 인접하는 영역이다. 영역(134)은, 영역(133)에 내측에서 인접하는 영역으로서 실리콘 웨이퍼(1)의 가장 내측(중앙 부분)에 상당하는 영역이다. 영역(134)은, 동심원형으로 형성되어 있고, 영역(131, 132, 133)은, 원환형(圓環形)으로 형성되어 있다.In the
도 6은 실리콘 웨이퍼(1)의 면 내의 온도 분포를 원하는 온도 분포로 하는 제어를 설명하는 도면이다. 도 6의 (a), (b)는, 실리콘 웨이퍼(1)의 중앙 부분의 영역의 온도의 목표값 T2_Center를 낮게, 외주 온도 T2_OUT를 높게 설정하고, 실리콘 웨이퍼(1)의 중앙 부분의 영역의 온도를 낮게 하여 외주 부분의 영역의 온도를 높게 하는 온도 분포로 하는 제어를 설명하는 도면이다. 도 6의 (a)는, 천정판(34)의 표면 온도[실리콘 웨이퍼(1)의 온도)] 분포의 이미지 도면이며, 도 6의 (b)는, 도 5의 (b)에 대응하는 스테이지의 측면도이다.FIG. 6 is a diagram for explaining control for setting the in-plane temperature distribution of the
도 6의 (c), (d)는, 실리콘 웨이퍼(1)의 중앙 부분의 영역의 온도의 목표값 T2_Center를 높게, 외주 부분의 영역의 온도 T2_OUT를 낮게 설정하고, 실리콘 웨이퍼(1)의 중앙 부분의 영역의 온도를 높게 하고, 외주 부분의 영역의 온도를 낮게 하는 온도 분포로 하는 제어를 설명하는 도면이다. 도 6의 (c), (d)는 각각, 도 6의 (a), (b)에 대응하는 온도 분포 이미지 도면, 스테이지의 측면도이다.6C and 6D show that the target value T2_Center of the temperature of the region of the center portion of the
도 6에 나타낸 실리콘 웨이퍼면 내 분포 제어는, 도 2에서 설명한 처리 단계와 동일하게 하여 행할 수 있다. 도 2 중 단계 101~단계 111의 처리는, 전술한 설명와 동일하므로 생략한다. 이하, 도 2의 단계 112~단계 114에 대응하는 처리에 대하여 설명한다. 본 실시예에서는, 도 2의 단계 113, 단계 114 대신에 이하의 단계 113, 단계 114의 처리가 행해진다.The in-plane distribution control of the silicon wafer shown in FIG. 6 can be performed in the same manner as the processing step described in FIG. 2. Since the process of step 101-111 of FIG. 2 is the same as that of the above-mentioned description, it abbreviate | omits. Hereinafter, the process corresponding to step 112-
[실리콘 웨이퍼(1)의 중앙 부분의 영역의 온도를 낮게 하고, 외주 부분의 영역의 온도를 높게 하는 온도 분포로 하는 제어; 도 6의 (a), (b)][Control to set the temperature distribution to lower the temperature of the region of the center portion of the
실리콘 웨이퍼(1)의 중앙 부분의 영역의 온도를 낮게 하고, 외주 부분의 영역의 온도를 높게 하는 온도 분포로 하는 경우의 제어에 대하여 설명한다. 이 경우, 실리콘 웨이퍼(1)의 중앙 부분의 영역의 온도의 목표값 T2_Center가, 목표 평균 온도 T2[각각의 영역(131, 132, 133, 134)의 평균 온도]보다 낮은지의 여부를 판단하여(단계 112), 낮은 경우에는, 즉, 도 6의 (a)에 나타낸 온도 분포를 얻으려고 하는 경우에는, 최외주 영역(131)의 열전 소자(32)를 발열 작용하게 하도록 동작시켜, 최외주 영역(131)에 대하여 내측에서 인접하는 영역(132)과 상기 영역(132)에 보다 내측에서 인접하는 영역(133)의 열전 소자(32)를 흡열 작용하게 하도록 동작시킨다. 또한, 목표 평균 온도 T2와 실제의 평균 온도 T0와의 사이에 온도차 ΔT가 있어, 온도차 ΔT(T2-T0)가 플러스이며 목표 평균 온도 T2로 하기 위해 가열할 필요가 있는 경우에는, 가장 내측(중앙 부분)의 영역(134)의 열전 소자(32)를 발열 작용하게 하도록 동작시킨다. 한편, 온도차 ΔT(T2-T0)가 마이너스이며 목표 평균 온도 T2로 하기 위해 냉각의 필요가 있는 경우에는, 가장 내측(중앙 부분)의 영역(134)의 열전 소자(32)를 흡열 작용하게 하도록 동작시킨다(단계 113).The control at the time of making temperature distribution which lowers the temperature of the area | region of the center part of the
[실리콘 웨이퍼(1)의 중앙 부분의 영역의 온도를 높게 하고, 외주 부분의 영역의 온도를 낮게 하는 온도 분포로 하는 제어; 도 6의 (c), (d)][Control for making temperature distribution which raises the temperature of the area | region of the center part of the
실리콘 웨이퍼(1)의 중앙 부분의 영역의 온도를 높게 하고, 외주 부분의 영역의 온도를 낮게 하는 온도 분포로 하는 경우의 제어에 대하여 설명한다. 이 경우, 실리콘 웨이퍼(1)의 중앙 부분의 영역의 온도의 목표값 T2_Center가, 목표 평균 온도 T2[각각의 영역(131, 132, 133, 134)의 평균 온도]보다 낮은지의 여부를 판단하여(단계 112), 높은 경우에는, 즉, 도 6의 (c)에 나타낸 온도 분포를 얻으려고 하는 경우에는, 최외주의 영역(131)과 상기 최외주 영역(131)에 내측에서 인접하는 영역(132)의 열전 소자(32)를 흡열 작용하게 하도록 동작시켜, 최외주 영역(131)에 내측에서 인접하는 영역(132)에 보다 내측에서 인접하는 영역(133)의 열전 소자(32)를 발열 작용하게 하도록 동작시킨다. 또한, 목표 평균 온도 T2와 실제의 평균 온도 T0와의 사이에 온도차 ΔT가 있고, 온도차 ΔT(T2-T0)가 플러스이며 목표 평균 온도 T2로 하기 위해 가열할 필요가 있는 경우에는, 가장 내측(중앙 부분)의 영역(134)의 열전 소자(32)를 발열 작용하게 하도록 동작시킨다. 한편, 온도차 ΔT(T2-T0)가 마이너스이며 목표 평균 온도 T2로 하기 위해 냉각할 필요가 있는 경우에는, 가장 내측(중앙 부분)의 영역(134)의 열전 소자(32)를 흡열 작용하게 하도록 동작시킨다(단계 114).The control in the case of making temperature distribution which raises the temperature of the area | region of the center part of the
이상과 같이, 4개의 영역(131, 132, 133, 134) 중 가장 내측(중앙 부분)의 영역을 목표 온도 T2와의 온도차 ΔT에 따라 가열 또는 냉각시키고, 나머지의 외주측의 3개의 영역(131, 132, 133) 중 1개의 영역을 가열하고, 2개의 영역을 냉각함으로써, 실리콘 웨이퍼(1)의 중앙 부분의 영역의 온도와 외주 부분의 영역의 온도와의 사이에 온도 구배를 부여한 면 내의 온도 분포를 얻을 수 있다. 이것은 일반적으로 열전 소자(32)[펠티에(Peltier) 소자]는 냉각 능력보다 가열 능력이 높은 특성을 이용한 것이다. 4개의 영역으로 분할함으로써 특성에 맞춘 영역 제어(가열, 냉각)가 가능해져, 양호한 정밀도로 원하는 면 내의 온도 분포를 얻을 수 있다.As described above, the innermost (center portion) of the four
그리고, 실험에 의하면, 실리콘 웨이퍼(1)의 직경을 X로 했을 때, 4개의 분할된 영역의 가장 내측의 영역(134)의 직경은, 0.7X ~ 0.95X의 범위, 최외주 영역(131)의 직경(영역 전체의 직경)은, 0.9X ~ 1.2X의 범위가 바람직한 결과를 얻을 수 있었다[도 5의 (b)].According to the experiment, when the diameter of the
이상 설명한 각각의 실시예에 따르면, 다음과 같은 효과가 얻어진다.According to each embodiment described above, the following effects are obtained.
a) 본 실시예에 따르면, 목표 온도 T2보다 고온의 온도 T3의 고온 칠러(10) 내의 고온 순환액(12)이 스테이지(30) 내에 공급되고, 또한 열전 소자(32)[또는 히터(33) 또는 열전 소자(32) 및 히터(33)]가 발열 작용되어 스테이지(30) 상의 실리콘 웨이퍼(1)가 가열된다. 또한, 목표 온도 T2보다 저온의 온도 T1의 저온 칠러(20) 내의 저온 순환액(22)이 스테이지(30) 내에 공급되고, 또한 열전 소자(32)가 흡열 작용되어 스테이지(30) 상의 실리콘 웨이퍼(1)가 냉각된다. 그러므로, 실리콘 웨이퍼(1)의 베이스 온도를 고속으로 목표 온도 T2로 상승시키거나 목표 온도 T2까지 하강시키거나 할 수 있게 되어, 반도체 디바이스의 제조 시간을 단축시킬 수 있다.a) According to the present embodiment, the hot circulating
b) 본 실시예에 따르면, 스테이지(30)를 복수의 영역(131, 132, 133…)으로 분할하고, 각각의 영역(131, 132, 133…)마다 배치된 열전 소자(32)[또는 열전 소자(32) 및 히터(33)]를 개별적으로 제어하도록 했으므로, 스테이지(30)의 상면 각 부가 보다 정밀하게 또한 고속으로 임의의 온도로 조정된다. 그러므로, 실리콘 웨이퍼(1)의 면 내의 온도 분포를, 양호한 정밀도로 원하는 온도 분포로(면 내를 균일하게 하거나, 면 내의 온도 분포를 각 부에서 상이하게 하거나) 할 수 있다. 이로써, 반도체 디바이스를 고품질로 제조 가능하게 된다.b) According to this embodiment, the
c) 본 실시예에 따르면, 실리콘 웨이퍼(1)의 온도를 상승시킬 때는, 고온 칠러(10)가 동작하면 모두 열전 소자(32)[또는 히터(33) 또는 열전 소자(32) 및 히터(33)]가 발열측으로 동작되고, 온도를 미세 조정할 때만 열전 소자(32)가 필요에 따라 흡열측으로 동작한다. 마찬가지로 실리콘 웨이퍼(1)의 온도를 하강시킬 때는, 저온 칠러(20)가 동작하면 모두 열전 소자(32)가 흡열측으로 동작되고, 온도를 미세 조정할 때만 열전 소자(32)[또는 히터(33) 또는 열전 소자(32) 및 히터(33)]가 필요에 따라 발열측으로 동작한다. 그러므로, 가열 시 및 냉각 시에 열에너지의 불필요한 소비가 억제되어, 에너지 효율이 우수하다. 또한, 열전 소자(32)[또는 히터(33)의 가열 능력 및 열전 소자(32)]의 냉각 능력이 칠러의 가열 능력 및 냉각 능력에 부가되어 가열 및 냉각이 행해지므로, 칠러의 용량을 작게 할 수 있어, 장치를 간단하고 용이하게 구성할 수 있다.c) According to the present embodiment, when raising the temperature of the
d) 특히, 스테이지(30)의 열전 소자(32)를, 실리콘 웨이퍼(1)를 동심원형의 선에 의해 4개의 영역(131, 132, 133, 134)으로 분할하고, 이들 4개의 영역(131, 132, 133, 134)의 열전 소자(32)를 독립적으로 제어하는 실시예에 따르면, 실리콘 웨이퍼(1)의 중앙 부분의 영역의 온도와 외주 부분의 영역의 온도와의 사이에 온도 구배를 부여한 면 내의 온도 분포를 매우 양호한 정밀도로 얻을 수 있다. 실리콘 웨이퍼(1)의 중앙 부분의 영역의 온도 T2_Center와 외주 부분의 영역의 온도 T2_Out와의 온도차를 10℃~ 30℃로 설정하는 것이 가능하게 된다.d) In particular, the
그리고, 본 실시예에 있어서는, 실리콘 웨이퍼(1)의 온도의 검출값에 기초하여 실리콘 웨이퍼(1)의 온도를 제어하는 경우에 대하여 설명하였으나, 통상은, 실리콘 웨이퍼(1)의 온도는 직접 측정할 수 없다. 따라서, 통상의 경우, 스테이지(30)의 실리콘 웨이퍼(1)에 가까운 부분의 온도를 대체 특성으로 하여, 측정하고, 제어를 행하게 된다.
In the present embodiment, the case where the temperature of the
Claims (13)
순환액이 반도체 웨이퍼 전면의 평균 목표 온도보다 저온으로 유지되어 저류(貯留)되는 저온조(低溫槽);
상기 순환액이 반도체 웨이퍼 전면의 평균 목표 온도보다 고온으로 유지되어 저류되는 고온조(高溫槽);
상기 스테이지 내의 각 부에 형성되고, 독립적으로 온도 조정이 가능한 복수의 영역으로서, 상기 복수의 영역은 상기 반도체 웨이퍼를 동심원형의 선에 의해 분할한 영역으로 이루어지고, 각 영역마다 목표 온도가 설정되고, 적어도 중앙 부분의 영역 및 외주 부분의 영역을 포함하는 복수의 영역;
상기 중앙 부분의 영역 및 상기 외주 부분의 영역의 각각에 배치되고, 상기 스테이지의 원주 방향에 따라서 배치된 열전(熱戰) 소자;
상기 스테이지 내에 형성되고, 순환액이 흐르는 스테이지 내의 유로(流路);
상기 저온조 내의 저온 순환액과 상기 고온조 내의 고온 순환액을 선택적으로 전환하여 상기 스테이지 내의 유로에 공급하는 전환 수단;
상기 반도체 웨이퍼의 전면의 평균적인 온도를 상승시켜 반도체 웨이퍼 전면의 평균 목표 온도로 제어하는 경우에는, 상기 고온조 내의 고온 순환액이 상기 스테이지 내의 유로에 공급되도록 전환하여, 상기 반도체 웨이퍼의 전면의 평균적인 온도가 상기 반도체 웨이퍼 전면의 평균 목표 온도와 일치되게 하고, 상기 중앙 부분의 영역의 온도가 상기 중앙 부분의 영역에 대해 설정된 목표 온도에 일치되게 하고, 상기 외주 부분의 영역의 온도가 상기 외주 부분의 영역에 대해 설정된 목표 온도에 일치되도록 상기 열전 소자를 제어하고, 또한 상기 반도체 웨이퍼의 전면의 평균적인 온도를 하강시켜 반도체 웨이퍼 전면의 평균 목표 온도로 제어하는 경우에는, 상기 저온조 내의 저온 순환액이 상기 스테이지 내의 유로에 공급되도록 전환하여, 상기 반도체 웨이퍼의 전면의 평균적인 온도가 상기 반도체 웨이퍼 전면의 평균 목표 온도와 일치되게 하고, 상기 중앙 부분의 영역의 온도가 상기 중앙 부분의 영역에 대해 설정된 목표 온도에 일치되게 하고, 상기 외주 부분의 영역의 온도가 상기 외주 부분의 영역에 대해 설정된 목표 온도에 일치되도록 상기 열전 소자를 제어하는 제어 수단
을 포함하는, 반도체 웨이퍼의 온도 제어 장치.In the temperature control apparatus of the semiconductor wafer which controls the temperature of the semiconductor wafer mounted on the stage to a target temperature, and controls the in-plane temperature distribution of the said semiconductor wafer to a desired temperature distribution,
A low temperature bath in which the circulating fluid is stored at a lower temperature than the average target temperature on the entire surface of the semiconductor wafer;
A high temperature tank in which the circulating fluid is kept at a higher temperature than the average target temperature on the entire surface of the semiconductor wafer;
A plurality of regions formed in each section of the stage and independently adjustable in temperature, the plurality of regions consisting of regions in which the semiconductor wafer is divided by concentric circular lines, and a target temperature is set for each region; A plurality of regions including at least a region of the central portion and a region of the outer peripheral portion;
A thermoelectric element disposed in each of the region of the central portion and the region of the outer circumferential portion and disposed along the circumferential direction of the stage;
A flow path formed in the stage and in the stage in which a circulating fluid flows;
Switching means for selectively switching a low temperature circulating liquid in said low temperature tank and a high temperature circulating liquid in said high temperature tank to supply to a flow path in said stage;
In the case where the average temperature of the front surface of the semiconductor wafer is raised to be controlled to the average target temperature of the front surface of the semiconductor wafer, the hot circulating fluid in the hot tub is switched to be supplied to the flow path in the stage, so that the average of the front surface of the semiconductor wafer is changed. The temperature is consistent with the average target temperature of the front surface of the semiconductor wafer, the temperature of the region of the central portion is matched with the target temperature set for the region of the central portion, and the temperature of the region of the peripheral portion is In the case where the thermoelectric element is controlled to match the target temperature set for the region of, and the average temperature of the front surface of the semiconductor wafer is lowered to control the average target temperature of the front surface of the semiconductor wafer, the low temperature circulating fluid in the low temperature bath is used. The peninsula is switched so as to be supplied to the flow path in the stage. The average temperature of the front surface of the sieve wafer is coincident with the average target temperature of the front surface of the semiconductor wafer, the temperature of the region of the central portion coincides with the target temperature set for the region of the central portion, and the region of the peripheral portion Control means for controlling the thermoelectric element such that the temperature of the coincides with a target temperature set for the region of the outer peripheral portion
Temperature control device of the semiconductor wafer, including.
상기 복수의 영역 각각에는, 또한 히터가 배치되고,
상기 제어 수단은,
상기 반도체 웨이퍼의 전면의 평균적인 온도를 상승시켜 반도체 웨이퍼 전면의 평균 목표 온도로 제어하는 경우에는, 상기 고온조 내의 고온 순환액이 상기 스테이지 내의 유로에 공급되도록 전환하여, 상기 반도체 웨이퍼의 전면의 평균적인 온도가 상기 반도체 웨이퍼 전면의 평균 목표 온도와 일치되게 하고, 반도체 웨이퍼의 면 내의 온도 분포가 원하는 온도 분포로 되도록 상기 열전 소자 및 히터를 제어하고,
상기 반도체 웨이퍼의 전면의 평균적인 온도를 하강시켜 반도체 웨이퍼 전면의 평균 목표 온도로 제어하는 경우에는, 상기 저온조 내의 저온 순환액이 상기 스테이지 내의 유로에 공급되도록 전환하여, 상기 반도체 웨이퍼의 전면의 평균적인 온도가 상기 반도체 웨이퍼 전면의 평균 목표 온도와 일치되게 하고, 반도체 웨이퍼의 면 내의 온도 분포가 원하는 온도 분포로 되도록 상기 열전 소자 및 히터를 제어하는, 반도체 웨이퍼의 온도 제어 장치.The method of claim 1,
In each of the plurality of regions, a heater is further disposed,
Wherein,
In the case where the average temperature of the front surface of the semiconductor wafer is raised to be controlled to the average target temperature of the front surface of the semiconductor wafer, the hot circulating fluid in the hot tub is switched to be supplied to the flow path in the stage, so that the average of the front surface of the semiconductor wafer is changed. The thermoelectric element and the heater are controlled so that a typical temperature is matched with an average target temperature of the front surface of the semiconductor wafer, and that an in-plane temperature distribution of the semiconductor wafer is a desired temperature distribution,
In the case where the average temperature of the front surface of the semiconductor wafer is lowered to control the average target temperature of the front surface of the semiconductor wafer, the low-temperature circulating fluid in the low temperature bath is switched to be supplied to the flow path in the stage, so that the average of the front surface of the semiconductor wafer is And controlling the thermoelectric element and the heater such that a typical temperature matches an average target temperature on the front surface of the semiconductor wafer and the temperature distribution in the plane of the semiconductor wafer becomes a desired temperature distribution.
상기 각각의 영역에는, 온도 센서가 배치되어 있고, 온도 센서의 검출 온도에 따라 영역의 온도를 제어하는, 반도체 웨이퍼의 온도 제어 장치.The method according to claim 1 or 2,
A temperature sensor is provided in each said area | region, and the temperature control apparatus of the semiconductor wafer which controls the temperature of an area according to the detected temperature of a temperature sensor.
상기 스테이지 내의 각 부에는 독립적으로 온도 조정이 가능한 복수의 영역이 형성되어 있고,
상기 복수의 영역은 상기 반도체 웨이퍼를 동심원형의 선에 의해 분할한 영역으로 이루어지고, 상기 복수의 영역의 각 영역마다 목표 온도가 설정되고, 상기 복수의 영역은 적어도 중앙 부분의 영역 및 외주 부분의 영역을 포함하고,
상기 중앙 부분의 영역 및 상기 외주 부분의 영역의 각각에는, 상기 스테이지의 원주 방향에 따라서 열전(熱戰) 소자가 배치되어 있고,
상기 반도체 웨이퍼의 전면의 평균적인 온도를 상승시켜 반도체 웨이퍼 전면의 평균 목표 온도로 제어하는 경우에는, 고온 순환액이 상기 스테이지 내의 유로에 공급되도록 전환하여, 상기 반도체 웨이퍼의 전면의 평균적인 온도가 상기 반도체 웨이퍼 전면의 평균 목표 온도와 일치되게 하고, 상기 중앙 부분의 영역의 온도가 상기 중앙 부분의 영역에 대해 설정된 목표 온도에 일치되게 하고, 상기 외주 부분의 영역의 온도가 상기 외주 부분의 영역에 대해 설정된 목표 온도에 일치되도록 상기 열전 소자를 제어하고,
상기 반도체 웨이퍼의 전면의 평균적인 온도를 하강시켜 반도체 웨이퍼 전면의 평균 목표 온도로 제어하는 경우에는, 저온 순환액이 상기 스테이지 내의 유로에 공급되도록 전환하여, 상기 반도체 웨이퍼의 전면의 평균적인 온도가 상기 반도체 웨이퍼 전면의 평균 목표 온도와 일치되게 하고, 상기 중앙 부분의 영역의 온도가 상기 중앙 부분의 영역에 대해 설정된 목표 온도에 일치되게 하고, 상기 외주 부분의 영역의 온도가 상기 외주 부분의 영역에 대해 설정된 목표 온도에 일치되도록 상기 열전 소자를 제어하는,
반도체 웨이퍼의 온도 제어 방법.In the temperature control method of the semiconductor wafer which controls the temperature of the semiconductor wafer mounted on the stage to a target temperature, and controls the in-plane temperature distribution of the said semiconductor wafer to a desired temperature distribution,
Each part in the said stage is formed with the some area which can be adjusted independently,
The plurality of regions consists of regions obtained by dividing the semiconductor wafer by concentric circular lines, a target temperature is set for each region of the plurality of regions, and the plurality of regions includes at least a central region and an outer peripheral portion. Includes an area,
In each of the region of the center portion and the region of the outer circumferential portion, thermoelectric elements are disposed along the circumferential direction of the stage,
In the case where the average temperature of the front surface of the semiconductor wafer is increased to control the average target temperature of the front surface of the semiconductor wafer, the hot circulating fluid is switched to be supplied to the flow path in the stage, so that the average temperature of the front surface of the semiconductor wafer is increased. Match the average target temperature of the front surface of the semiconductor wafer, the temperature of the region of the central portion coincides with the target temperature set for the region of the central portion, and the temperature of the region of the peripheral portion relative to the region of the peripheral portion Control the thermoelectric element to match the set target temperature,
When the average temperature of the front surface of the semiconductor wafer is lowered to control the average target temperature of the front surface of the semiconductor wafer, the low temperature circulating fluid is switched to be supplied to the flow path in the stage, so that the average temperature of the front surface of the semiconductor wafer is increased. Match the average target temperature of the front surface of the semiconductor wafer, the temperature of the region of the central portion coincides with the target temperature set for the region of the central portion, and the temperature of the region of the peripheral portion relative to the region of the peripheral portion Controlling the thermoelectric element to match a set target temperature,
Temperature control method of semiconductor wafer.
상기 반도체 웨이퍼의 전면의 평균적인 온도를 상승시켜 반도체 웨이퍼 전면의 평균 목표 온도로 제어하는 경우에는, 고온 순환액이 상기 스테이지 내의 유로에 공급되도록 전환하여, 상기 반도체 웨이퍼의 전면의 평균적인 온도가 상기 반도체 웨이퍼 전면의 평균 목표 온도와 일치되게 하고, 반도체 웨이퍼의 면 내의 온도 분포가 원하는 온도 분포로 되도록 상기 열전 소자 및 히터를 제어하고,
상기 반도체 웨이퍼의 전면의 평균적인 온도를 하강시켜 반도체 웨이퍼 전면의 평균 목표 온도로 제어하는 경우에는, 저온 순환액이 상기 스테이지 내의 유로에 공급되도록 전환하여, 상기 반도체 웨이퍼의 전면의 평균적인 온도가 상기 반도체 웨이퍼 전면의 평균 목표 온도와 일치되게 하고, 반도체 웨이퍼의 면 내의 온도 분포가 원하는 온도 분포로 되도록 상기 열전 소자 및 히터를 제어하는,
반도체 웨이퍼의 온도 제어 방법.5. The method of claim 4,
In the case where the average temperature of the front surface of the semiconductor wafer is increased to control the average target temperature of the front surface of the semiconductor wafer, the hot circulating fluid is switched to be supplied to the flow path in the stage, so that the average temperature of the front surface of the semiconductor wafer is increased. The thermoelectric element and the heater are controlled so as to match the average target temperature on the front surface of the semiconductor wafer, so that the temperature distribution in the surface of the semiconductor wafer becomes the desired temperature distribution,
When the average temperature of the front surface of the semiconductor wafer is lowered to control the average target temperature of the front surface of the semiconductor wafer, the low temperature circulating fluid is switched to be supplied to the flow path in the stage, so that the average temperature of the front surface of the semiconductor wafer is increased. Controlling the thermoelectric element and the heater so as to coincide with the average target temperature on the front surface of the semiconductor wafer, so that the temperature distribution in the plane of the semiconductor wafer becomes a desired temperature distribution,
Temperature control method of semiconductor wafer.
상기 복수의 영역은, 상기 반도체 웨이퍼를 동심원형의 선에 의해 분할된 4개의 영역으로 이루어지는, 반도체 웨이퍼의 온도 제어 장치.The method of claim 1,
The plurality of regions, the temperature control device of the semiconductor wafer, consisting of four regions in which the semiconductor wafer is divided by concentric circular lines.
상기 제어 수단은,
상기 4개의 영역 중 최외주(最外周)의 영역의 상기 열전 소자를 발열 작용하게 하도록 동작시켜, 상기 최외주 영역에 대하여 내측에서 인접하는 영역과 상기 영역에 보다 내측에서 인접하는 영역의 열전 소자를 흡열 작용하게 하도록 동작시키는, 반도체 웨이퍼의 온도 제어 장치.The method according to claim 6,
Wherein,
Operating the thermoelectric elements in the outermost region of the four regions to generate heat, so that the thermoelectric elements in the region adjacent to the outermost region and in the region adjacent inward to the region are operated. A temperature controlling device for a semiconductor wafer, which is operated to endothermic.
상기 제어 수단은,
상기 4개의 영역 중 최외주의 영역과 상기 최외주 영역에 내측에서 인접하는 영역의 열전 소자를 흡열 작용하게 하도록 동작시켜, 상기 최외주 영역에 내측에서 인접하는 영역에 보다 내측에서 인접하는 영역의 열전 소자를 발열 작용하게 하도록 동작시키는, 반도체 웨이퍼의 온도 제어 장치.The method according to claim 6,
Wherein,
A thermoelectric element of the outermost region and the outermost region among the four regions is operated so as to endothermic action, so that the thermoelectric element of the region adjacent to the inner side of the outermost region is further adjacent. A temperature control apparatus for a semiconductor wafer, which is operated to cause an element to generate heat.
상기 복수의 영역은, 상기 반도체 웨이퍼를 동심원형의 선에 의해 분할된 4개의 영역으로 이루어지는, 반도체 웨이퍼의 온도 제어 방법.5. The method of claim 4,
The plurality of regions are formed of four regions in which the semiconductor wafer is divided by concentric circular lines.
상기 4개의 영역 중 최외주의 영역의 열전 소자를 발열 작용하게 하도록 동작시켜, 상기 최외주 영역에 대하여 내측에서 인접하는 영역과 상기 영역에 보다 내측에서 인접하는 영역의 열전 소자를 흡열 작용하게 하도록 동작시키는, 반도체 웨이퍼의 온도 제어 방법.10. The method of claim 9,
Operate to cause the thermoelectric element of the outermost region of the four regions to generate heat so as to endothermic the thermoelectric elements of the region adjacent to the innermost region and the region closer to the innermost region of the region. A temperature control method for a semiconductor wafer.
상기 4개의 영역 중 최외주의 영역과 상기 최외주 영역에 내측에서 인접하는 영역의 열전 소자를 흡열 작용하게 하도록 동작시켜, 상기 최외주 영역에 내측에서 인접하는 영역에 보다 내측에서 인접하는 영역의 열전 소자를 발열 작용하게 하도록 동작시키는, 반도체 웨이퍼의 온도 제어 방법.10. The method of claim 9,
A thermoelectric element of the outermost region and the outermost region among the four regions is operated so as to endothermic action, so that the thermoelectric element of the region adjacent to the inner side of the outermost region is further adjacent. A method of controlling the temperature of a semiconductor wafer, the element being operated to cause heat generation.
상기 제어 수단은, 상기 중앙 부분의 영역에 대해 설정된 목표 온도가 상기 반도체 웨이퍼 전면의 평균 목표 온도보다 낮은지 여부를 판단하고, 상기 중앙 부분의 영역에 대해 설정된 목표 온도가 상기 반도체 웨이퍼 전면의 평균 목표 온도보다 낮은 경우에는, 상기 중앙 부분의 영역에 배치된 열전 소자를 흡열 작용하도록 동작시키고 상기 외주 부분의 영역에 배치된 열전 소자를 발열 작용하도록 동작시키며, 상기 중앙 부분의 영역에 대해 설정된 목표 온도가 상기 반도체 웨이퍼 전면의 평균 목표 온도보다 높은 경우에는, 상기 중앙 부분의 영역에 배치된 열전 소자를 발열 작용하도록 동작시키고 상기 외주 부분의 영역에 배치된 열전 소자를 흡열 작용하도록 동작시키는,
반도체 웨이퍼의 온도 제어 장치.The method of claim 1,
The control means determines whether the target temperature set for the region of the center portion is lower than the average target temperature of the front surface of the semiconductor wafer, and the target temperature set for the region of the center portion is the average target of the front surface of the semiconductor wafer. When the temperature is lower than the temperature, the thermoelectric element disposed in the region of the central portion is operated to absorb heat and the thermoelectric element disposed in the region of the outer portion is operated to generate heat, and the target temperature set for the region of the central portion is When the temperature is higher than the average target temperature on the entire surface of the semiconductor wafer, the thermoelectric element disposed in the region of the center portion is operated to generate heat and the thermoelectric element disposed in the region of the outer portion is operated to endothermic.
Temperature control device for semiconductor wafers.
상기 중앙 부분의 영역에 대해 설정된 목표 온도가 상기 반도체 웨이퍼 전면의 평균 목표 온도보다 낮은지 여부를 판단하고,
상기 중앙 부분의 영역에 대해 설정된 목표 온도가 상기 반도체 웨이퍼 전면의 평균 목표 온도보다 낮은 경우에는, 상기 중앙 부분의 영역에 배치된 열전 소자를 흡열 작용하도록 동작시키고 상기 외주 부분의 영역에 배치된 열전 소자를 발열 작용하도록 동작시키며,
상기 중앙 부분의 영역에 대해 설정된 목표 온도가 상기 반도체 웨이퍼 전면의 평균 목표 온도보다 높은 경우에는, 상기 중앙 부분의 영역에 배치된 열전 소자를 발열 작용하도록 동작시키고 상기 외주 부분의 영역에 배치된 열전 소자를 흡열 작용하도록 동작시키는,
반도체 웨이퍼의 온도 제어 방법.5. The method of claim 4,
It is determined whether the target temperature set for the region of the central portion is lower than the average target temperature on the entire surface of the semiconductor wafer,
When the target temperature set for the region of the center portion is lower than the average target temperature of the front surface of the semiconductor wafer, the thermoelectric element disposed in the region of the center portion is operated to endothermic and the thermoelectric element disposed in the region of the outer circumferential portion. To operate to exothermic
When the target temperature set for the region of the center portion is higher than the average target temperature of the front surface of the semiconductor wafer, the thermoelectric element disposed in the region of the center portion is operated to generate heat and the thermoelectric element disposed in the region of the outer circumferential portion. Operating to endothermic action,
Temperature control method of semiconductor wafer.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008287812 | 2008-11-10 | ||
| JPJP-P-2008-287812 | 2008-11-10 | ||
| PCT/JP2009/069044 WO2010053173A1 (en) | 2008-11-10 | 2009-11-09 | Apparatus and method for controlling temperature of semiconductor wafer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20110048547A KR20110048547A (en) | 2011-05-11 |
| KR101209503B1 true KR101209503B1 (en) | 2012-12-07 |
Family
ID=42152978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020117004953A KR101209503B1 (en) | 2008-11-10 | 2009-11-09 | Apparatus and method for controlling temperature of semiconductor wafer |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8600543B2 (en) |
| JP (1) | JPWO2010053173A1 (en) |
| KR (1) | KR101209503B1 (en) |
| CN (1) | CN102203905A (en) |
| TW (1) | TW201019410A (en) |
| WO (1) | WO2010053173A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9207272B2 (en) | 2012-09-17 | 2015-12-08 | Samsung Eletronics Co., Ltd. | Test handler that rapidly transforms temperature and method of testing semiconductor device using the same |
| KR20200034854A (en) | 2018-09-21 | 2020-04-01 | 세메스 주식회사 | Temperature control apparatus and temperature control method |
| KR20200143663A (en) | 2020-12-15 | 2020-12-24 | 세메스 주식회사 | Temperature control apparatus and temperature control method |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5437910B2 (en) * | 2010-05-18 | 2014-03-12 | 株式会社Ｋｅｌｋ | Temperature control device |
| JP2012048165A (en) * | 2010-08-30 | 2012-03-08 | Hitachi High-Technologies Corp | Exposure device, stage temperature control method for exposure device, and display panel substrate manufacturing method |
| US10553463B2 (en) | 2011-11-15 | 2020-02-04 | Tokyo Electron Limited | Temperature control system, semiconductor manufacturing device, and temperature control method |
| JP5912439B2 (en) * | 2011-11-15 | 2016-04-27 | 東京エレクトロン株式会社 | Temperature control system, semiconductor manufacturing apparatus, and temperature control method |
| CN102411267A (en) * | 2011-11-30 | 2012-04-11 | 上海华力微电子有限公司 | Exposure method adopting lithography machine |
| JP5973731B2 (en) * | 2012-01-13 | 2016-08-23 | 東京エレクトロン株式会社 | Plasma processing apparatus and heater temperature control method |
| JP6034231B2 (en) * | 2012-07-25 | 2016-11-30 | 株式会社Kelk | Temperature control device for semiconductor manufacturing apparatus, PID constant calculation method in semiconductor manufacturing, and operation method of temperature control device for semiconductor manufacturing device |
| US20140356985A1 (en) * | 2013-06-03 | 2014-12-04 | Lam Research Corporation | Temperature controlled substrate support assembly |
| US20160211151A1 (en) * | 2013-07-26 | 2016-07-21 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device |
| KR101367086B1 (en) * | 2013-10-17 | 2014-02-24 | (주)테키스트 | Temperature control system for semiconductor manufacturing system |
| JP6240532B2 (en) * | 2014-02-27 | 2017-11-29 | 東京エレクトロン株式会社 | Electrostatic chuck temperature control method |
| JP6307347B2 (en) * | 2014-05-19 | 2018-04-04 | 株式会社Kelk | Semiconductor wafer temperature controller |
| CA2979299A1 (en) * | 2015-10-19 | 2017-04-27 | Novena Tec Inc. | Process monitoring device |
| JP6639193B2 (en) * | 2015-11-06 | 2020-02-05 | 伸和コントロールズ株式会社 | Temperature control device |
| JP6260645B2 (en) * | 2016-05-27 | 2018-01-17 | 住友電気工業株式会社 | Heater unit |
| US10157761B2 (en) | 2016-08-17 | 2018-12-18 | Kelk Ltd. | Temperature controller of semiconductor wafer |
| KR101877667B1 (en) * | 2017-02-28 | 2018-07-11 | 세메스 주식회사 | Method of testing semiconductor packages |
| JP6785186B2 (en) * | 2017-05-18 | 2020-11-18 | 東京エレクトロン株式会社 | Inspection system and temperature measurement method in inspection system |
| CN109659244A (en) * | 2017-10-12 | 2019-04-19 | 北京信息科技大学 | A kind of device and method that wafer test temperature is adjusted |
| US10510564B2 (en) * | 2018-01-10 | 2019-12-17 | Lam Research Corporation | Dynamic coolant mixing manifold |
| GB201815815D0 (en) * | 2018-09-28 | 2018-11-14 | Metryx Ltd | Method and apparatus for controlling the temperature of a semiconductor wafer |
| CN113227932B (en) * | 2018-12-27 | 2024-01-26 | 伸和控制工业股份有限公司 | Valve unit and temperature control device |
| CN110181391A (en) * | 2019-06-03 | 2019-08-30 | 西安奕斯伟硅片技术有限公司 | The temprature control method of lapping liquid feeder, milling apparatus and lapping liquid |
| US20210135003A1 (en) | 2019-11-04 | 2021-05-06 | Xnrgi, Inc. | Single-chip containing porous-wafer battery and device and method of making the same |
| CN112345119B (en) * | 2020-09-25 | 2023-07-21 | 华东光电集成器件研究所 | Semiconductor wafer temperature calibration system |
| WO2023239585A1 (en) * | 2022-06-07 | 2023-12-14 | Lam Research Corporation | Substrate temperature control with integrated thermoelectric cooling system |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3452150B2 (en) | 1994-03-01 | 2003-09-29 | 小松エレクトロニクス株式会社 | Temperature control device |
| US5740016A (en) | 1996-03-29 | 1998-04-14 | Lam Research Corporation | Solid state temperature controlled substrate holder |
| JPH11184538A (en) | 1997-12-18 | 1999-07-09 | Komatsu Ltd | Temperature controller |
| JP2000180071A (en) * | 1998-12-16 | 2000-06-30 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Heat-treating device |
| JP2001255944A (en) | 2000-03-08 | 2001-09-21 | Omron Corp | Multi-point output apparatus for temperature controller and the temperature controlling using the apparatus, and heat treating device using the controller |
| JP3742349B2 (en) | 2002-02-15 | 2006-02-01 | 株式会社日立製作所 | Plasma processing equipment |
| US8226769B2 (en) * | 2006-04-27 | 2012-07-24 | Applied Materials, Inc. | Substrate support with electrostatic chuck having dual temperature zones |
-
2009
- 2009-11-09 US US12/992,971 patent/US8600543B2/en active Active
- 2009-11-09 WO PCT/JP2009/069044 patent/WO2010053173A1/en active Application Filing
- 2009-11-09 CN CN2009801443076A patent/CN102203905A/en active Pending
- 2009-11-09 KR KR1020117004953A patent/KR101209503B1/en active IP Right Grant
- 2009-11-09 JP JP2010536810A patent/JPWO2010053173A1/en active Pending
- 2009-11-10 TW TW098137998A patent/TW201019410A/en unknown
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9207272B2 (en) | 2012-09-17 | 2015-12-08 | Samsung Eletronics Co., Ltd. | Test handler that rapidly transforms temperature and method of testing semiconductor device using the same |
| KR20200034854A (en) | 2018-09-21 | 2020-04-01 | 세메스 주식회사 | Temperature control apparatus and temperature control method |
| KR20200143663A (en) | 2020-12-15 | 2020-12-24 | 세메스 주식회사 | Temperature control apparatus and temperature control method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US8600543B2 (en) | 2013-12-03 |
| WO2010053173A1 (en) | 2010-05-14 |
| US20110066294A1 (en) | 2011-03-17 |
| CN102203905A (en) | 2011-09-28 |
| TW201019410A (en) | 2010-05-16 |
| JPWO2010053173A1 (en) | 2012-04-05 |
| KR20110048547A (en) | 2011-05-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101209503B1 (en) | Apparatus and method for controlling temperature of semiconductor wafer | |
| JP7105282B2 (en) | Advanced temperature control for wafer carriers in plasma processing chambers | |
| JP7301903B2 (en) | Substrate carrier using proportional thermal fluid delivery system | |
| JP5032269B2 (en) | Temperature adjusting apparatus and temperature adjusting method for substrate to be processed, and plasma processing apparatus including the same | |
| JP5912439B2 (en) | Temperature control system, semiconductor manufacturing apparatus, and temperature control method | |
| US10163666B2 (en) | Temperature control system for semiconductor manufacturing system | |
| US9410753B2 (en) | Substrate temperature adjusting method and a method of changing the temperature control range of a heater in a substrate processing apparatus | |
| KR100676203B1 (en) | Cooling apparatus of electrostatic chuck for semiconductor equipment | |
| SG185670A1 (en) | Apparatus and method for temperature control of a semiconductor substrate support | |
| US20190326139A1 (en) | Ceramic wafer heater having cooling channels with minimum fluid drag | |
| CN100437966C (en) | Static chuck system capable of controlling temperature partitionedly | |
| JP2009177070A (en) | Apparatus of manufacturing semiconductor | |
| CN113921451A (en) | Mounting table, apparatus for processing substrate and method for temperature adjustment of substrate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151118 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161123 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171117 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181115 Year of fee payment: 7 |